El biocontrol en la era del miocrobioma
Damaris Desgarennes y Gloria Carrión
En todo el mundo, los cultivos agrícolas son atacados por diferentes plagas y enfermedades (fitopatógenos), lo que afecta la salud de las plantas y disminuye su producción (Figura 1). Además los fitopatógenos, ya sean insectos, nematodos, hongos, bacterias o virus, pueden desarrollar rápidamente resistencia a los diferentes agroquímicos que se utilizan para contrarrestarlos, haciendo más difícil su control. Por esto, desde hace varios años se han buscado alternativas a los agroquímicos para manejar adecuadamente los fitopatógenos que afectan a los cultivos.
Una de estas alternativas, es el uso de microorganismos que son enemigos naturales de los fitopatógenos, es decir que se encuentran en el mismo ambiente que ellos (suelo, raíces y otras partes de la planta afectada), estos enemigos naturales pueden disminuir las poblaciones de fitopatógenos. A esta alternativa se le conoce como control biológico o biocontrol.
Tradicionalmente, el biocontrol ha estado enfocado en el estudio y uso de microorganismos aislados de forma única a partir de suelo o de la planta afectada, y así hacer un manejo de las plagas y enfermedades. En las últimas dos décadas se han generado muchos conocimientos sobre las plantas y sus interacciones con los microorganismos. Se ha descubierto que, de igual forma que los humanos, las plantas albergan una gran diversidad de microorganismos, como bacterias y hongos benéficos, que se encuentran en diferentes partes de ellas como las raíces, tallos, hojas y las flores. Este conjunto de microorganismos se conoce como microbioma y acompaña a las plantas a lo largo de toda su vida , aunque también pueden ir cambiando con el tiempo o por las condiciones del ambiente. El microbioma es muy importante para la realización de las diferentes funciones de las plantas, que van desde la obtención de nutrientes hasta la defensa contra el ataque de fitopatógenos (Figura 2).
En los últimos 20 años, el microbioma de muchas plantas ha sido estudiado, reconociendo que las plantas son meta-organismos (planta + sus microorganismos), es decir, hay un cambio en como percibimos y entendemos el papel del microbioma en la salud de las plantas (Figura 3). El microbioma puede influir directamente en el ataque de los fitopatógenos a través de la producción de antibióticos, parasitando a los fitopatógenos o compitiendo con ellos. Durante muchos años, los investigadores científicos han observado que a pesar de la presencia de fitopatógenos y de condiciones que favorecen la infección, existen regiones donde las plantas son menos susceptibles a las enfermedades en comparación con otras áreas, los suelos de dichas regiones se conocen como suelos supresivos. La existencia de los suelos supresivos demuestra que el microbioma de las plantas no sólo promueve su crecimiento o la obtención de nutrientes, sino que también proporciona protección contra los fitopatógenos. Esta supresión de enfermedades puede estar relacionada a una supresión generalizada o a una supresión específica, es decir, está promovida por grupos particulares de microorganismos, que incluso pueden ser transferidos a otras plantas por medio de “trasplantes” de suelo.
La combinación de las nuevas herramientas como la secuenciación masiva del ADN (Ácido Desoxirribonucleico) con las técnicas convencionales como el aislamiento dirigido de microorganismos específicos, proporciona nuevas oportunidades para el control biológico de plagas y enfermedades. Este enfoque innovador está ayudando a resolver antiguos cuestionamientos, y cómo consecuencia permite también hacernos nuevas preguntas: ¿Pueden los agentes de biocontrol modificar el microbioma y hacerlo adverso para los fitopatógenos? ¿Cómo y cuándo hay que aplicar los agentes de biocontrol para tener un efecto conjunto con el microbioma? ¿Puede el microbioma ayudar a mejorar la formulación y las estrategias de aplicación de los agentes de biocontrol?
Actualmente se están realizando esfuerzos por parte de investigadores científicos, empresas biotecnológicas y diversas instituciones para integrar el conocimiento generado a partir del estudio del microbioma y el enfoque tradicional del control biológico, y de esta manera pasar del conocimiento fundamental a la aplicación en los campos de cultivo. El potencial de aplicación del microbioma en el control biológico es gigantesco y sin duda el uso de nuevas tecnologías basadas en biología molecular, nos brindan grandes oportunidades para la investigación y la aplicación del control biológico. La ingeniería de microbiomas es un área prometedora para la obtención de productos biológicos de nueva generación, que abre nuevas puertas para el desarrollo de estrategias de control biológico más avanzadas, y que sin duda, resultará de gran importancia para la agricultura.
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- Los insectos ante el cambio climático
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